-
USB
学习小记
-HID
类键盘的报告描述符的理解
前言
断断续续的学习了将近三个月，才
把
USB
的
HID
类搞明白，速度真是够慢的。利用晚上
+
周末的时间学习自
己的东西
确实是必要的，不过效率是有点低，以后要更专注一些才行，希望自己能做到吧
。
在学
习过程中
,
刚开始主要参考了周立功编写的一本《
PDIUSBD12 USB
固件编程与驱动开发》，后面的学习主要参考
电脑圈圈的资料包，包括里面的
HID
类的英文协议文档，还有一位台湾前辈几年前写的几篇文章，还有网络下有下得到的
一些
例程。在此感谢各位大虾前辈的分享。
一、学习流程
1
，先大致看下
USB1.1
中文版的协议（就是网上能找到的翻译版），先了解一下
USB1.1
的工作流程（可能此时的你
会对其中很
多内容都很含糊，不过没关系，请坚持！）；
2
，选择一款最常用的
USB
芯片，比如我选择的
NXP
< br>的
PDIUSBD12.
有很多使用该芯片的源码可以在
上网搜索得到，
而且周立功公司为其写了一本书，前面的章节对
USB
的工作流程作了一个简单而又清晰的讲解，而不致让人陷入协议的海
洋里；
3
，
有了对
USB1.1<
/p>
协议的大致了解，
选好了开发的平台
（我
刚好手上有一块周立功公司的
EASEARM2200
的开发板
，
上面有
D12
）之后，先跑一下附带
的例程（此开发板配套的例程是基于
UCOS2
系统的，刚开始
用它来参考肯定晕）。没有
能跑的例程，那就上网找一下经验证的例程，比如电脑圈圈在
EDNCHINA
建立的
USB
学习小组里有很好的几个例程，而
且都是基于
51+D12
的，所以极具参考价值。我是参考周立功公司出的那本书来学习的，电脑圈
圈的例程与此书的例子书
写风格较相似，所以可以互相参考。如果也没有开发板，那可购
买一套电脑圈圈他们搞活动的套件或者直接用
51+D12
自<
/p>
己搭一下，这样就可以直接用电脑圈圈写的例程了，可以避免走很多弯路。
4
，有了例程的直观印象后，此时可以上
BUS HOUND5.0
< br>了。此软件可以观察到
USB
设备与主机（
PC
）之间的通讯
数据，特别那
11
个标准请求的理解，通过此软件的观察，可以更好理解其相互之间是如何完成这
个握手枚举过程的。
5
，好了，有了之前的准备工作，是否打算自己做一个设备了呢？嗯，如果
学习是从易到难，那效率是事半功倍。
USB
分为好几个大类，
最简单的类是
HID
类，即人机接口类，那可以从此入手。最常
见的人机接口类设备就是鼠标键盘了。所
以我们可以动手制作一个鼠标或键盘作为第一个
实践例子。
6
，在真正动手写程序之前，还需要加深对
USB
枚举过程的理解和熟悉，特别是其流程。而其中最重要的就是对
11
个
标准请求的理解了。枚举的过程就是设备对主机发过来的这些请求
进行正确响应，告诉主机，
“
我
”
是一个什么样的设备，各
种属性均是什么，完成枚举后，主机才能根
据
“
我
”
的属
性，对
“
我
”
发送过去的数据进行正确的解释。
7
，
OK
，那
开始写程序了，我们选择做一个键盘作为第一个例子。用
D12
的朋友，在阅读过
D12
的数据手册后，参考
< br>电脑圈圈的例子，看其最底层的驱动是如何写的，先把这部分的驱动完成，再谈协议的实现。
《
1
》
USB
器件最底层的驱动编写；
《
2
》
11
个标准请求函数的编写；
《
3
》
6
个
HID
类请求函数的编写；（此
6
个函数很简单）
《
4
》
USB
中断部分的编写，可用查询
或中断法，根据
D12
的中断寄存器的值，去调用
11
个标准请求函数；
《
5
》编写描述符；键盘要用到的描述符包括：
1
，设备描述符，
2
，配置描
述符，
3
，接口描述符，
4
，
HID
描述符，
5
，端
点描述符，
6
，报告描述符，
7
，字符串描述符。其中
4
，
6
为
H
ID
类专有的描述符，
7
是可选的。<
/p>
当完成上
面
5
个部分的函数编写后，如果编写正确，如果你对枚举流程理
解正确，如果描述符没错（可直接使用网上的
例子的），那么此时应该能够枚举成功了，
如果不正确，请分部检查以上
5
个部分的函数。
8
，完成第
7
步后，能枚举成功，可以说是成功一大半了。此
时就考虑如何发数据发出去即可。对于
HID
类设备，特别
是鼠标键盘这类的，只需你能按照报告描述符所描述的格式，把数据发送过去，那么
PC
端即会对你所发送的数据进行响应
了，也就
是你的键盘能输入数据了。
整个
HID
类的，对于键盘鼠标这类设备的
开发即可算是结束了。虽然步骤就是那么多，不过想最后成功，需要参考大
量的资料，最
重要是是英文的
HID
协议，里面有对描述符的详细讲解，还有
例子。还有周立功公司的那本书，虽然后面的
看不懂也暂时用不上，不过前面的结合
D12
这个芯片还是很有参考价值的。其它的书可以先不看吧，觉得
没看也没什么。
二、键盘的报告描述符的理解
在参考别人的例程实现了键盘跑起来的时候，你这时候应该会
想问的是，为什么描述符要这样写呢？
好的，我当初也有同样的疑问，那下面来简单说说键盘的报告
描述符的含义。其它的描述符含义很明显，这里就不作详
细讲解。
报告描述符是
HID
类设备最重要的描述符，其实它相当于一个大的设备属性表，在
主机端会有一个叫做
Parser
的东
西，对在枚举阶段接收到的报告描述符进行解释，以完成对该
HID
设备的属性的了解。
由于电脑圈圈前辈已经对这部分有过较详细的讲解了，我这只
作为补充，供各位参考。
键盘的报告描述符：
const
uint8
KeyBoardReportDescriptor[
63
]
=
{
0x05
,
0x01
,
// USAGE_PAGE (Generic
Desktop)
0x09
,
0x06
,
// USAGE (Keyboard)
0xa1
,
0x01
,
// COLLECTION
(Application)
0x05
,
0x07
,
// USAGE_PAGE (Keyboard)
//
（
1
）
0x19
,
0xe0
,
// USAGE_MINIMUM (Keyboard
LeftControl)
0x29
,
0xe7
,
// USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right
GUI)
0x15
,
0x00
,
// LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25
,
0x01
,
// LOGICAL_MAXIMUM (1)
0x75
,
0x01
,
// REPORT_SIZE (1)
0x95
,
0x08
,
// REPORT_COUNT (8)
0x81
,
0x02
,
// INPUT (Data,Var,Abs)
//
（
2
）
0x95
,
0x01
,
// REPORT_COUNT (1)
0x75
,
0x08
,
// REPORT_SIZE (8)
0x81
,
0x03
,
// INPUT (Cnst,Var,Abs)
//
（
3
）
0x95
,
0x05
,
// REPORT_COUNT (5)
0x75
,
0x01
,
// REPORT_SIZE (1)
0x05
,
0x08
,
// USAGE_PAGE (LEDs)
0x19
,
0x01
,
// USAGE_MINIMUM (Num
Lock)
0x29
,
0x05
,
// USAGE_MAXIMUM (Kana)
0x91
,
0x02
,
//
OUTPUT
(Data,Var,Abs)
//
（
4
）
0x95
,
0x01
,
// REPORT_COUNT (1)
0x75
,
0x03
,
// REPORT_SIZE (3)
0x91
,
0x03
,
//
OUTPUT
(Cnst,Var,Abs)
//
（
5
）
0x95
,
0x06
,
// REPORT_COUNT (6)
0x75
,
0x08
,
// REPORT_SIZE (8)
0x15
,
0x00
,
// LOGICAL_MINIMUM (0)
0x25
,
0xFF
,
// LOGICAL_MAXIMUM (255)
0x05
,
0x07
,
// USAGE_PAGE (Keyboard)
0x19
,
0x00
,
// USAGE_MINIMUM (Reserved (no event
indicated))
0x29
,
0x65
,
// USAGE_MAXIMUM (Keyboard
Application)
0x81
,
0x00
,
// INPUT (Data,Ary,Abs)
0xc0
,
// END_COLLECTION
}
；
在这为了容易表达，把上面键盘的
报告描述符除开头与尾分成五部分
（
1
）这部分实际上为键盘的八个控制
键，包括：
左
/
右
CTL
，在
/
右
< br>ALT
，在
/
右
SHIFT
，左
/
右
WIN
键盘
，所以
其范
围为如下所示（
HID Usage
从
54
页开始，展示了所有的
keyborad
page
）
1>
0x19
,
0xe0
,
// USAGE_MINIMUM (Keyboard
LeftControl)
0x29
,
0xe7
,
// USAGE_MAXIMUM (Keyboard Right
GUI)
2>
八个键一个键对应于一个位所以：
0x75
,
0x01
,
// REPORT_SIZE (1)
0x95
,
0x08
,
// REPORT_COUNT (8)
report size
单位为
bit
，
re
port count
为
8
，所以
1*8
共占用一个字节；
3>
由于按键的值要么为
1
（按下），要么为
0
（松开），所以逻辑最大值为
1
，最小值为
0
0x15
,
0x00
,
// LOGICAL_MINIMUM (0)
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